Đang tải... (xem toàn văn)
Tính toán thiết kế động cơ đốt trong (D4V4 0617) MỤC LỤC CHƯƠNG 1 TÍNH TOÁN XÂY DỰNG BẢN VẼ ĐỒ THỊ 1 1 1 CÁC THÔNG SỐ TÍNH 1 1 2 ĐỒ THỊ CÔNG 2 1 2 1 Các thông số xây dựng đồ thị 2 1 2 2 Cách vẽ đồ thị[.]
Tính tốn thiết kế động đốt (D4V4-0617) MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TÍNH TỐN XÂY DỰNG BẢN VẼ ĐỒ THỊ .1 1.1 CÁC THÔNG SỐ TÍNH 1.2 ĐỒ THỊ CÔNG 1.2.1 Các thông số xây dựng đồ thị 1.2.2 Cách vẽ đồ thị 1.3 ĐỒ THỊ BRICK 1.3.1 Phương pháp 1.3.2 Đồ thị chuyển vị 1.4 XÂY DỰNG ĐỒ THỊ VẬN TỐC V(α)) 1.4.1 Phương pháp 1.4.2 Đồ thị vận tốc V(α)) 10 1.5 ĐỒ THỊ GIA TỐC 11 1.5.1 Phương pháp 11 1.5.2 Đồ thị gia tốc j = f(x) 11 1.6 VẼ ĐỒ THỊ LỰC QUÁN TÍNH 13 1.6.1 Phương pháp 13 1.6.2 Đồ thị lực quán tính 13 1.7 ĐỒ THỊ KHAI TRIỂN: PKT, PJ, P1 – α) 15 1.7.1 Vẽ Pkt – α) 15 1.7.2 Vẽ Pj – α) 15 1.7.3 Vẽ p1 – α) 15 1.7.4 Đồ thị khải triển Pkt, Pj, P1 – α) 16 1.8 XÂY DỰNG ĐỒ THỊ T, Z, N – α) 19 1.8.1 Sơ đồ lực tác dụng lên cấu trục khủy truyền 19 1.8.2 Xây dựng đồ thị T, Z, N – α) 19 1.9 ĐỒ THỊ ∑T – α) 24 1.10 ĐỒ THỊ PHỤ TẢI TÁC DỤNG LÊN CHỐT KHUỶU 25 1.11 ĐỒ THỊ KHAI TRIỂN Q(α)) 27 1.12 ĐỒ THỊ PHỤ TẢI TÁC DỤNG LÊN ĐẦU TO THANH TRUYỀN .31 1.13 ĐỒ THỊ MÀI MÒN CHỐT KHUỶU 34 SVTH: Lê Thanh Tâm – Lớp 13C4B Tính tốn thiết kế động đốt (D4V4-0617) CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CHUNG ĐỘNG CƠ THAM KHẢO 39 2.1 Chọn động tham khảo 39 2.2 Các cấu động ISUZU 4JH1-TC 41 2.2.1 Cơ cấu khuỷu trục truyền 41 2.2.2 Cơ cấu phân phối khí 44 2.2.3 Hệ thống bôi trơn 46 2.2.4 Hệ thống làm mát 47 2.2.5 Hệ thống nhiên liệu 49 2.2.5.2 Nguyên lý làm việc 49 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG HOẶC CƠ CẤU 51 3.1 Nhiệm vụ, yêu cầu, sơ đồ nguyên lý 51 3.2 Tính tốn thơng số 51 3.2.1 Tính bơm dầu 51 3.2.1.1 Lượng nhiệt dầu mang 51 3.2.1.2 Lượng dầu cần thiết để bôi trơn bề mặt ma sát 52 3.2.1.3 Xác định lưu lượng bơm dầu 52 3.2.1.4 Xác định kích thước bơm dầu 53 3.2.1.5.Xác định công suất dẫn động bơm dầu 54 3.2.2 Tính lọc dầu 54 3.2.2.1 Phân tích chọn loại bầu lọc 54 3.2.2.2 Tính tốn bầu lọc 56 3.2.3 Tính lượng dầu chứa các-te 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO 57 SVTH: Lê Thanh Tâm – Lớp 13C4B Hướng dẫn đồ án CDIO 3: Đồ án động đốt CHƯƠNG 1: TÍNH TỐN XÂY DỰNG BẢN VẼ ĐỒ THỊ 1.1 CÁC THƠNG SỐ TÍNH Các thơng số cho trước Số xilanh Số kỳ Cách bố trí Tỷ số nén Đường kính piston Hành trình piston Cơng suất cực đại ứng với số vòng quay Tham số kết cấu Áp suất cực đại Khối lượng nhóm piston Khối lượng nhóm truyền Góc phun sớm Góc phân phối khí Hệ thống nhiên liệu Hệ thống bôi trơn Hệ thống làm mát Hệ thống nạp Hệ thống phân phối khí Các thơng số cần tính tốn i τ In-line ε D S Ne n λ pz mpt 4 18,8 93 103 67 3380 0,24 11,1 1,0 Mm Mm Kw v/p MN/m2 Kg mtt 1,2 Kg φss α)1 α)2 α)3 α)4 14 24,4 55,5 54 26 Bocsh PE độ độ độ độ độ inline pump Cưỡng cascte ướt Cưỡng bức, sử dụng môi chất lỏng Turbo Charger Intercooler valve, OHV Xác định tốc độ trung bình động cơ: C m= S n = 103 10−3 3380 =11.605(m/s) 3030 Trong đó: S (m) : Hành trình dịch chuyển piston xilanh N (vòng/phút) : Tốc độ quay động Do Cm > m/s nên động động tốc độ cao hay động cao tốc Chọn trước: n1 = 1,32 n2 = 1,27 Hướng dẫn đồ án CDIO 3: Đồ án động đốt Áp suất khí cuối kỳ nạp: Chọn áp suất đường nạp (tăng áp tuabin khí): pk = 0,15 [MN/m2] Đối với động bốn kỳ tăng áp ta chọn: pa = (0,9 - 0,96)pk Vậy chọn: Áp suất cuối kì nén: pa = 0,92pk = 0,138 [MN/m2] pc = pa.εn1 = 0,14.18,81,32 = 6,63 [MN/m2] Chọn tỷ số giãn nở sớm(động diesel): ρ = 1,3 Áp suất cuối trình giãn nở sớm: p = pz b = δ 1n pz 11,1 = ε (ρ 18,8 ( )n 1,3 Thể tích cơng tác: V h=S =0,373 ) 1,27 π D2 [ dm ] Thể tích buồng cháy: V c= V h ε − [ dm ] Vận tốc góc trục khuỷu: [rad/s] Áp suất khí sót (động cao tốc) chọn: Áp suất trước tuabin: pth = 0,97pk = 0,97.0,15 = 0,1455 [MN/m2] Áp suất khí sót (chọn): 1.2 ĐỒ THỊ CÔNG pr = 1,07pth = 1,07.0,135= 0,156 [MN/m2] 1.2.1 Các thông số xây dựng đồ thị a Các thông số cho trước Áp suất cực đại: pz = 11,1 [MN/m2] φss = 14o Góc phun sớm: Góc phân phối khí: α)1 = 24,4o α)2 = 55,5o α)3 = 54o Hướng dẫn đồ án CDIO 3: Đồ án động đốt α)4 = 26o b Xây dựng đường nén Gọi Pnx , Vnx áp suất thể tích biến thiên theo q trình nén động cơ.Vì trình nén trình đa biến nên: Pnx V nxn1 =const n Pnx V nx =PC V Cn1 Pnx= V ( PC VC V nx ) n PC nx P = , ta có : nx i1 VC Đặt i= Để dễ vẽ ta tiến hành chia Vh thành khoảng , i = 1, , 3, c n Xây dựng đường giãn nở Gọi Pgnx , Vgnx áp suất thể tích biến thiên theo trình giãn nở động cơ.Vì trình giãn nở q trình đa biến nên ta có: Pnx V n nx=const Pgnx V Pgnx= ( gnx PZ n2 =PZ V n2 Z VZ V ) n gnx PZ V Ta có : VZ = VC V gnx i= = P V PZ gnx gnx ) (VZ Pgnx = = P n ( ρ.VC ) n n ρ Z V n C , ta có : Đặt i gnx Để dể vẽ ta tiến hành chia Vh thành khoảng , i = 1, , 3, d 21 Biểu diễn thông số - Biểu diễn thể tích buồng cháy: Chọn Vcbd = 10 [mm] V μV = V c cbd [dm3/mm] [dm3/mm] Hướng dẫn đồ án CDIO 3: Đồ án động đốt - Biểu diễn thể tích cơng tác: V = Vh μ hbd V [mm] [mm] - Biểu diễn áp suất cực đại: pzbd = 160 - 220 [mm] Chọn pzbd = 200 [mm] p pz zbd μp= [MN/(m2.mm) => [MN/(m2.mm)] Về giá trị biểu diễn ta có đường kính vịng trịn Brick AB giá trị biểu diễn Vh, nghĩa giá trị biểu diễn cửa AB = Vhbd S μ= S V mm hbd [ mm ] =0,57865 [mm/mm] , oobd = oo , μ S [mm] + Giá trị biểu diễn oo’: Bảng 1.1: Bảng giá trị Đồ thị công động diesel i Đường nén Vx 1/in1 Đường giãn nở pn=pc/in1 6.634 in2 1.000 1/in2 pgn=pz*ρρn2/in2 1.000 15.489 0.039 in1 1.000 0.051 1.3 1.414 0.70728553 4.692 1.395 0.717 11.100 0.079 2.497 0.40053494 2.657 2.412 0.415 6.423 0.118 4.264 0.23453083 1.556 4.036 0.248 3.838 0.157 6.233 0.16042824 1.064 5.816 0.172 2.663 0.196 8.368 0.11949771 0.793 7.721 0.130 2.006 0.236 10.645 0.09393779 0.623 9.733 0.103 1.591 0.275 13.048 0.07664266 0.508 11.838 0.084 1.308 0.314 15.562 0.06425711 0.426 14.026 0.071 1.104 0.354 18.180 0.05500471 0.365 16.289 0.061 0.951 0.393 10 20.893 0.04786301 0.318 18.621 0.054 0.832 0.432 11 23.694 0.04220478 0.280 21.017 0.048 0.737 0.471 12 26.578 0.03762537 0.250 23.473 0.043 0.660 0.511 13 29.540 0.03385281 0.225 25.984 0.038 0.596 Hướng dẫn đồ án CDIO 3: Đồ án động đốt 0.550 14 32.575 0.03069806 0.204 28.548 0.035 0.543 0.589 15 35.681 0.0280259 0.186 31.163 0.032 0.497 0.629 16 38.854 0.02573722 0.171 33.825 0.030 0.458 0.668 17 42.091 0.02375787 0.158 36.532 0.027 0.424 1.2.2 Cách vẽ đồ thị Xác định điểm đặc biệt: Hình 1.1: Các điểm đặc biệt cần xác định đồ thị công động diesel + Từ bảng giá trị ta tiến hành vẽ đường nén đường giản nở + Vẽ vòng tròn độ thị Brick để xác định điểm đặc biệt: - Điểm a (Va ; pa): Va = Vc+ Vh = 0,0393 + 0,6993=0,7386 [dm3] pa = 0,138 [MN/m2] Vabd = 188 [mm] pabd = 0,138/0,056 = 2,486[mm] abd (188; 2,486) - Điểm b (Vb; pb): Vb = Va = 0,7386 [dm3] Vbbd = 188 [mm] pb = 0,37 [MN/m2] pbbd = 0,373/0,056 = 6,723 [mm] bbd (188;6,723) Điểm phun sớm : c’ xác định từ Brick ứng với s; Điểm c(Vc;Pc) = c(0,039; 6,634) Hướng dẫn đồ án CDIO 3: Đồ án động đốt Điểm bắt đầu trình nạp : r( Vc;Pr) => r(0,039; 0,156) Điểm mở sớm xu páp nạp : r’ xác định từ Brick ứng với α)1 Điểm đóng muộn xupáp thải : r’’ xác định từ Brick ứng với α)4 Điểm đóng muộn xupáp nạp : a’ xác định từ Brick ứng với α)2 Điểm mở sớm xupáp thải : b’ xác định từ Brick ứng với α)3 Điểm y (Vc, Pz) => y(0,039; 11,1) Điểm áp suất cực đại lý thuyết: z ( Vc, Pz) => z(0,051; 11,1) Điểm áp suất cực đại thực tế: z’’( /2Vc, Pz) => z’’(0,026; 11,1) Điểm c’’ : cc” = 1/3cy = 1/3(py-pc) = 1/3( 11,1 – 6,634) = 1,489 Điểm b’’ : bb’’=1/2ba Bảng 1.2: Các điểm đặc biệt Điểm a (Va, pa) Giá trị thật V (dm3) 0.739 p (MN/m ) 0.138 Giá trị vẽ V (mm) 188 p (mm) 2.486 c (Vc, pc) 0.039 6.634 10 119.529 z (Vz, pz) 0.051 11.100 13 200.000 b (Vb, pb) 0.739 0.373 188 6.723 r (Vr, pr) 0.039 0.156 10 2.805 y(Vc, pz) 0.039 11.100 10 200.000 c’’ 10 146.353 b’’ 188 2.118 200.000 z''(ρ/2vc;pz) 0,026 11,1 Bảng 1.3: Các giá trị biểu diễn đường nén đường giãn nở Giá trị vẽ Vx 10 13 20 30 40 50 60 70 80 pnén 119.5 84.5 47.9 28.0 19.2 14.3 11.2 9.2 7.7 pgiản nở 279.1 200.0 115.7 69.2 48.0 36.1 28.7 23.6 19.9 p0 1.80 1.80 1.80 1.80 1.80 1.80 1.80 1.80 1.80